利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施工方法以及相关装置

摘要

本发明涉及挖掘导洞后用于扩大爆破其周围的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施工方法以及相关装置，具体而言，提供扩大爆破挖掘方法以及其装置，包括：挖掘导洞的步骤；穿透形成横方向爆破孔或纵方向爆破孔的步骤；在所述导洞的内部设置爆破保护架的步骤；扩大爆破所述导洞的上下侧半端部的步骤；以及将通过所述扩大爆破而堆积的废石装载到货车上进行搬运的步骤，从而扩大爆破时防止由废石导致的轨道和电缆的破损，并顺利完成工作。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用爆破保护架和货车的隧道掘进机（TBM）挖掘和扩 大爆破施工方法，在挖掘导洞后扩大爆破其周围的过程中，保护设置在所述 导洞的下部的轨道和电缆，从而顺利完成挖掘工作。

背景技术

通常，岩石挖掘工程为了减少岩石的振动并提高挖掘速度而使用首先利 用隧道掘进机（TBM）挖掘导洞后，扩大爆破其周围的方法。

如上所述的挖掘工程，首先利用隧道掘进机挖掘导洞，同时在所述被挖 掘的导洞的底面或侧壁设置轨道以及电缆。所述轨道，可作为如用于搬运废 石的货车的传送单元而被设置，所述电缆，包括如用于供应所述隧道掘进机 的电源的高压线、用于供应水的供水管、用于供应空气的供气管等。

同时或各自进行所述导洞挖掘和扩大爆破时，保持或拆除所述轨道以及 电缆，然后在导洞内部穿透形成纵方向或横方向的爆破孔以便扩大爆破时向 岩石推进火药。穿透形成所述爆破孔的工具使用钻子，根据现场条件所述钻 子使用独角钻（leg drill）或车装式钻机（jumbo drill）。利用所述火药 的扩大爆破形成为从内侧朝外侧逐渐扩大的形态。

若完成所述扩大爆破，将被爆破的废石装载到自动倾卸货车或货车上进 行搬运。此处，被爆破的废石由于堆集在底面，因此，利用如装载机或反向 铲等装备装载到货车上。

保持轨道或电缆来进行扩大挖掘方法，即，同时进行隧道掘进机挖掘和 扩大爆破方法，首先具有废石堆集在导洞的底面而能够使轨道和电缆破损的 问题。为解决所述问题，在完成扩大爆破的轨道上停车以能够装载掉落到底 面的废石，但是扩大爆破时所述货车直接受到冲击而有破损危险，而且在导 洞和货车之间插入有小废石而使货车不容易移动。

扩大爆破后完全去除堆集在底面的废石为止，会中断利用隧道掘进机的 导洞的挖掘。即，通过扩大爆破使废石堆集在底面而完全阻隔通道，因此， 不仅是所述导洞的挖掘操作，还能中断穿透形成横方向爆破孔的操作。

发明内容

本发明是为解决现有问题而提出的，提供用于在扩大爆破中全力保护设 置在导洞下部的轨道以及电缆的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘 和扩大爆破施工方法。

本发明提供在扩大爆破后，也通过所述导洞的下部朝隧道掘进机的礃子 进出和使货车顺利移动的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大 爆破施工方法。

本发明提供能够顺利搬运通过扩大爆破产生的废石的利用爆破保护架 和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施工方法。

本发明的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施工方 法，包括：利用隧道掘进机（TBM）挖掘导洞的步骤；在所述导洞的上侧半 端部穿透形成横方向爆破孔或纵方向爆破孔的步骤；朝前后连接设置在所述 导洞内部划分上侧半端部和下侧半端部的多个上部爆破保护架的步骤；利用 所述爆破孔扩大爆破导洞的上侧半端部的步骤；以及将通过所述扩大爆破而 堆积在所述上部爆破保护架上部的废石装载到朝所述上部爆破保护架的下 部空间移动的货车上进行搬运的步骤。

本发明设置有橡胶盖板用于覆盖设置在所述导洞底面的电缆。

朝堆集有所述废石的上部爆破保护架和去除废石的上部爆破保护架之 间的下部空间移动空的货车，并移动去除所述废石的上部爆破保护架而张开 所述两个上部爆破保护架之间后，通过所述被张开的两个上部爆破保护架之 间将废石装载到货车上而进行搬运。

本发明，包括：移动经去除所述废石的上部爆破保护架的步骤；设置用 于保护设置在导洞的底面的轨道或电缆的下部爆破保护架的步骤；在所述导 洞的下侧半端部的两侧穿透形成纵方向爆破孔的步骤；利用所述爆破孔扩大 爆破导洞的下侧半端部的步骤；以及通过所述扩大爆破而将堆集在所述下部 爆破保护架上的废石装载到货车上进行搬运的步骤。

本发明的用于同时或各自进行TBM挖掘和扩大爆破的爆破保护架，设置 在利用隧道掘进机被挖掘的导洞的内部并形成为弓形板形态，从而将所述导 洞的内部划分为上侧半端部和下侧半端部，在与所述导洞的内面紧贴的两侧 端部设置有油压出入式支架，在下部设置有移动时用于安装在货车上部的油 压折叠式支撑架。

在设置有所述油压出入式支架的两侧端部的上侧设置有用于调整左右 幅度的可变翼。

在所述可变翼的端部结合有橡胶片。

在所述弓形板形态的前端部形成有支撑突起，在后端部的两侧设置有油 压出入式延长板以便所述油压出入式延长板朝前后方向进出的同时其端部 卡止在所述支撑突起而被支撑。

在导洞的下部侧壁设置有油压出入式支架以便在延长所述上部爆破保 护架中在首次上部爆破保护架和最后上部爆破保护架能够起油压出入式延 长板的支撑突起的作用。

利用本发明的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施 工方法进行扩大爆破时，完全防止由废石导致的轨道和电缆的破损，从而具 有节省费用和提高安全性的效果。

根据本发明的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施 工方法，在扩大爆破后，也通过所述上部爆破保护架的下部而朝隧道掘进机 的礃子进出和使货车14顺利移动，从而能够同时进行利用隧道掘进机的导 洞的挖掘、扩大爆破以及废石的搬运等所有步骤，进而能够减少空气。

根据本发明的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施 工方法，利用反向铲（Back hoe）等将堆集在所述上部爆破保护架上的废石 简单地搬运到位于其下部的货车上，从而能够方便且快速地搬运废石。

附图说明

图1是适用于本发明的施工状态的立体示意图。

图2是适用于本发明的导洞的挖掘操作以及纵方向爆破孔的穿孔操作的纵截 面示意图。

图3是适用于本发明的上部爆破保护架的设置操作的横截面示意图。

图4是图3的纵截面图。

图5是设置有适用于本发明的上部爆破保护架的状态的横截面示意图。

图6是在本发明的油压出入式支架设置有卡扣的详细示意图。

图7是设置有适用于本发明的最后上部爆破保护架的状态的横截面示意图。

图8是图5的纵截面图。

图9是适用于本发明的上部爆破保护架的立体示意图。

图10是适用于本发明的上部爆破保护架的主要部分的横截面示意图。

图11是适用于本发明的上部爆破保护架的其他实施例的立体示意图。

图12是利用适用于本发明的其他实施例的上部爆破保护架的废石处理操作的 平截面示意图。

图13是适用于本发明的其他实施例的上部爆破保护架的主要部分的纵截面示 意图。

图14是适用于本发明的上侧半端部纵方向爆破孔的穿孔操作的纵截面示意 图。

图15是适用于本发明的上端部扩大爆破以及废石处理操作的纵截面示意图。 图16是图12的横截面图。

图17是适用于本发明的下侧半端部纵方向爆破孔的穿孔操作的纵截面示意 图。

图18是适用于本发明的下侧半端部扩大爆破以及废石处理操作的纵截面示意 图。

图19是适用于本发明的下部爆破保护架的设置状态的横截面示意图。

图中：

10：导洞，11：隧道掘进机，12：轨道，13：电缆，14：货车，20a、20b、 20c：爆破孔，21：钻子，100：上部爆破保护架，110：油压出入式支架，120： 油压折叠式支撑架，130：可变翼，140：橡胶片，150：支撑突起，160：油 压出入式延长板，170：油压出入式延长板支架，200：橡胶盖板，300：下部 爆破保护架，500：卡扣

具体实施方式

根据本发明的利用爆破保护架和货车的隧道掘进机挖掘和扩大爆破施 工方法，包括：利用隧道掘进机（TBM）挖掘导洞的步骤；在所述导洞的上 侧半端部穿透形成横方向或纵方向爆破孔的步骤；朝前后连接设置在所述导 洞内部划分上侧半端部和下侧半端部的多个上部爆破保护架的步骤；利用所 述爆破孔扩大爆破导洞的上侧半端部的步骤；以及将通过所述扩大爆破而堆 积在所述上部爆破保护架上部的废石装载到朝所述上部爆破保护架的下部 空间移动的货车上进行搬运的步骤。

根据本发明的用于隧道掘进机挖掘和扩大爆破的爆破保护架，设置在利 用隧道掘进机被挖掘的导洞的内部并形成为弓形板形态，从而将所述导洞的 内部划分为上侧半端部和下侧半端部，在与所述导洞的内面紧贴的两侧端部 设置有油压出入式支架，在下部设置有移动时用于安装在货车上部的油压折 叠式支撑架。

参照附图具体说明本发明的优选实施例。

如图1至图19所示，本发明的扩大爆破挖掘方法，包括，挖掘导洞10 的步骤；穿透形成爆破孔20a、20b、20c的步骤；在所述导洞的内部设置上 部爆破保护架100和下部爆破保护架300的步骤；扩大爆破所述导洞的上侧 半端部以及下侧半端部的步骤以及将通过所述扩大爆破而堆集的废石装载 到货车13上进行搬运的步骤。

如图2所示，挖掘所述导洞10的步骤利用隧道掘进机11。挖掘所述导 洞10的步骤包括在底面或侧壁设置轨道12以及电缆13。所述轨道12，作 为如用于搬运废石的货车14的传送单元而被设置。所述电缆13，包括如用 于供应隧道掘进机11的电源的高压线、用于供应水的供水管、用于供应空 气的供气管等，如图1以及图3所示，可形成在轨道之间的中央下部。

在挖掘所述导洞10的步骤中，包括设置用于覆盖所述电缆13的橡胶盖 板200。当废石、各种装备或工具掉落时，所述橡胶盖板200用于保护所述 电缆13，例如，如图7所示，可由橡胶材料构成为弓形。通过设置所述橡 胶盖板200，所述电缆13被橡胶盖板200、上部爆破保护架100及下部爆破 保护架300或货车14进行2-3层保护。

如图1、图2以及图14所示，在所述导洞10的上侧半端部穿透形成横 方向爆破孔20a或纵方向爆破孔20b的步骤采用钻子21进行穿孔。此时， 所述横方向爆破孔20a形成在设置所述上部爆破保护架100之前，所述纵方 向爆破孔20b可与上部爆破保护架100同时设置或设置为比起上部爆破保护 架稍晚。所述爆破孔通过钻子21而形成。

如图3至图8所示，在所述导洞10的内部设置划分上侧半端部和下侧 半端部的上部爆破保护架100的步骤可利用货车14进行设置。所述上部爆 破保护架100形成为弓形以便扩大爆破时能够支撑冲击和废石的重量，所述 上部爆破保护架的两侧端部之间的幅度形成为小于所述导洞10的直径。因 此，所述上部爆破保护架100的两侧端部被安装在货车14上并位于所述导 洞10的中心，然后移动到所述导洞10的内部，当在设置位置发生移动时， 降低安装在所述货车14上的上部爆破保护架100的高度而使其两侧端部卡 止在所述导洞10的两侧面而成固定状态。

为此，用于调整所述上部爆破保护架100的高度的单元需设置在所述货 车140的上部或上部爆破保护架100的下部。作为用于调整所述上部爆破保 护架100的高度的单元的一例，图3至图8示出了设置在上部爆破保护架 100的下部的油压折叠式支撑架120。所述油压折叠式支撑架120通过上部 爆破保护架100的构成而进行详细说明。

在利用所述横方向爆破孔20a以及上侧半端面纵方向爆破孔20c来扩大 爆破导洞10的上侧半端部的步骤中，需以从所述导洞10的内面朝外围逐渐 扩大的形态进行爆破。此时，如图15所示，通过所述扩大爆破产生的废石 只堆集在所述上部爆破保护架100的上部和导洞10的上侧左右侧的半端部， 因此，通过形成在导洞10下侧半端部的通路可朝隧道掘进机的礃子进出或 使货车14移动。

在将通过所述扩大爆破而被堆集在所述上部爆破保护架100的上面的 废石装载到货车14上进行搬运的步骤中，优选在进行所述扩大爆破之前将 货车14移动到所述上部爆破保护架100的下部。因此，如图15以及图16 所示，移动所述货车来挖出堆集在所述上部爆破保护架100上部的废石并装 载到货车14上进行搬运。如上所述，将堆集在上部爆破保护架100上的废 石装载到货车14的过程比起现有的将堆集在地面的废石装载到货车14上的 过程较方便，从而进行扩大爆破后，更快速且顺利地搬运废石。

在将堆集在所述上部爆破保护架100上的废石装载到货车14上的过程 中，如图11至图13所示，朝前后上部爆破保护架100之间移动货车14后， 张开所述前后上部爆破保护架100之间，然后通过被张开的前后上部爆破保 护架100之间可将废石装载到货车14上进行搬运。所述过程能够减少将堆 集在内侧上部爆破保护架100上的废石朝前侧拉一定区间导致的不方便。此 时，在所述前后上部爆破保护架100之间的两侧可形成油压出入式延长板 160以防废石漏出到外部而堆集在导洞10的底面。以下详细说明所述油压 出入式延长板160。

本发明的扩大爆破挖掘方法，包括：移动设置所述上部爆破保护架100 的步骤；设置用于覆盖所述导洞10的底面的下部爆破保护架300的步骤； 在所述导洞10的下侧半端部的两侧穿透形成纵方向爆破孔20c的步骤；利 用所述爆破孔20c扩大爆破导洞10的下侧半端部的步骤以及通过所述扩大 爆破将堆集在所述下部爆破保护架300上的废石装载到货车14上进行搬运 的步骤。

移动设置所述上部爆破保护架100的步骤的顺序与如上所述的设置上 部爆破保护架的顺序相反。即，将货车14移动到所述上部爆破保护架100 的下部后，将所述上部爆破保护架100安装在货车上进行运送。

在设置用于覆盖所述导洞10的底面的下部爆破保护架300的步骤中， 所述下部爆破保护架300的构成与所述上部爆破保护架100的构成不同，因 此所述下部爆破保护架300形成为覆盖用于使货车14移动到所述导洞10的 最小底面或轨道13，并保护所述电缆13。此时，在设置所述下部爆破保护 架300之前，将货车14事先移动到所述导洞10的内部而移动设置上部爆破 保护架，并扩大爆破后，利用所述货车14搬运废石。

在所述导洞10的下侧半端部的两侧穿透形成纵方向爆破孔20c的步骤 中，如图17所示，利用钻子21进行穿孔，此时，所述纵方向爆破孔20c的 高度高于所述下部爆破保护架300的高度。

在利用所述爆破孔20c扩大爆破导洞10的下侧半端部的步骤中，需以 从所述导洞10的内面朝外围逐渐扩大的形态进行爆破。

在通过所述扩大爆破而将堆集在所述下部爆破保护架300上的废石装 载到货车14上进行搬运的步骤中，包括利用反向铲将堆集在所述下部爆破 保护架300和底面的废石装载到货车上的步骤。

如图3至图10所示，所述上部爆破保护架100形成为弓形的状态下， 在其两侧端部设置有油压出入式支架110，在下部设置有油压折叠式支撑架 120。

所述上部爆破保护架100形成为弓形以便抵御扩大爆破时冲出的废石 的冲击和压力，并能够支撑堆集在其上部的废石的重力。

油压出入式支架110被设置在上部爆破保护架的两侧端部，并设置为朝 向下部倾斜。因此，所述油压出入式支架110紧贴于导洞10的两侧而支撑 爆破保护架100不被塌陷。所述油压出入式支架110以前后等间距在所述爆 破保护架100的两侧端部设置多个。此时，为了使所述油压出入式支架不直 接受到爆破冲击，在与所述油压出入式支架垂直的方向设置其他的油压出入 式卡扣500。

如上所述，所述油压折叠式支撑架120是用于调整上部爆破保护架100 的高度的单元，在安装在货车14的状态下，展开所述油压折叠式支撑架120 来调高上部爆破保护架100的高度，设置在所述导洞10时，折叠所述油压 折叠式支撑架120来降低上部爆破保护架100的高度。如上所述，通过调整 所述油压折叠式支撑架120的高度，能够将所述上部爆破保护架100设置在 导洞10的内部中间部。油压折叠式支撑架120被固定于货车的内侧底面而 被支撑。

在设置有所述油压出入式支架110的两侧端部的上侧设置有用于调整 左右幅度的可变翼130。如图8所示，所述可变翼130通过螺栓朝左右被展 开以防止小废石通过导洞10和上部爆破保护架100之间的缝隙流出，而且， 为了加强导洞，通过喷洒混凝土或设置钢拱架等而能够容易应对所述导洞的 内孔的变化。

在所述可变翼130的端部结合橡胶片140而能够提高与导洞10的紧贴 度。

如图11至图13所示，在所述上部爆破保护架100的前端部设置有支撑 突起150，在后端部的两侧设置有油压出入式延长板160以使所述油压出入 式延长板朝前后方向进出的同时其端部卡止于所述支撑突起150而被支撑。

在最后使用的上部爆破保护架100设置有从前端部的两侧朝前后方向 进出的所述油压出入式延长板160，在后端部的两侧突出有朝前后方向进出 的所述油压出入式延长板160而连接于邻接的弓形板。在从最后使用的上部 爆破保护架100的前端部突出的油压出入式延长板160的底面设置有油压出 入式延长板支架170而能够支撑被突出的油压出入式延长板160。

根据如上所述的本发明，利用所述上部爆破保护架100进行扩大爆破 时，防止由废石导致的轨道12和电缆13的破损，从而节省费用并提高安全 性。

在扩大爆破后，也通过所述上部爆破保护架100的下部而朝隧道掘进机 的礃子进出和使货车14顺利移动，从而能够同时进行利用隧道掘进机11的 导洞10的挖掘、扩大爆破以及废石的搬运等所有步骤，进而能够减少空气。

利用反向铲（Back hoe）等将堆集在所述上部爆破保护架100上的废石 简单搬运到位于其下部的货车14上，从而能够方便且快速地搬运废石。